Засоби діагностування та їх класифікація

Засобами технічного діагностування (ЗТД) є технічні пристрої, призначені для вимірювання кількісних значень діагностичних параметрів. У їх склад входять в різних комбінаціях наступні основні елементи: пристрої, що задають тестовий режим; датчики, що сприймають діагностичні параметри і що перетворюють їх в сигнал, зручний для обробки або безпосереднього використання; вимірювальний пристрій і пристрій відображення результатів (стрілочні прилади, цифрові індикатори, екран осцилографа). Крім того, ЗТД може включати пристрої автоматизації завдання і підтримки тестового режиму, вимірювання параметрів і автоматизований логічний пристрій, що здійснює постановку діагнозу. По взаємодії з об'єктом діагностування ЗТД можна розділити на три види (рис. 3.2).

Зовнішні ЗТД, тобто що не входять в конструкцію автомобіля, залежно від їх пристрою і технологічного призначення можуть бути стаціонарними або переносними. Стаціонарні стенди встановлюють на фундаменти, як правило, в спеціальних приміщеннях, обладнаних відсмоктуванням відпрацьованих газів, вентиляцією, шумоізоляцією (гальмівний стенд, стенд для перевірки кутів установки коліс і ін.). Переносні прилади використовують як в комплексі із стаціонарними стендами, так і окремо для локалізації і уточнення несправностей на спеціалізованих ділянках і постах ТО і ремонту (газоаналізатори, тестери, сканери і тому подібне).

Вбудовані І бортові) ЗТД включають вхідні в конструкцію автомобіля датчики, пристрої вимірювання, мікропроцесори і пристрої відображення діагностичної інформації, що здійснюють контроль безперервно або періодично за певною програмою. Наявність таких засобів дозволяє своєчасно виявляти настання передвідмовних станів і призначати проведення попереджувальних дій по фактичному стану. Широке використання вбудованих ЗТД на автомобілях масового випуску обмежується їх надійністю і економічними міркуваннями.

Останніми роками набули поширення замість вбудованих ЗТД так звані встановлювані які відрізняються від вбудованих конструктивного

виконання засобів обробки, зберігання і видачі інформації, виконуваних у вигляді блоку, який встановлюється на автомобіль періодично. Оскільки планові і заявочні діагностування автомобіля проводяться відносно рідко, це дозволяє мати значно менше число встановлюваних ЗТД в порівнянні з вбудованими, що економічно вигідніше.

Як правило, використовують два способи діагностування. При першому способі в процесі діагностування на об'єкт діагностування, що не знаходиться в робочому стані, проводять певні механічні, електричні, гідравлічні і інші дії І за допомогою датчиків фіксують його реакцію у вигляді діагностичного сигналу. При другому способі об'єкт діагностування виводять на заданий режим роботи і також за допомогою датчиків приймають від нього сигнали, що характеризують діагностичні параметри. Сигнали перетворяться (модулюються) в електричні, наприклад, за допомогою аналого-цифрового перетворювача і аналогового мультиплікатора, поступають безпосередньо в засоби відображення інформації і считивають оператором або в мікропроцесор (мікропроцесори), де з урахуванням інформації, що міститься в блоці пам'яті, здійснюється аналіз, а у ряді випадків і прогноз. Отримана інформація передається в засоби відображення.

Рис. 1.9 Класифікація засобів технічного діагностування автомобілів

У ряді діагностичних приладів на дисплеї може видаватися рекомендація по конкретному переліку робіт, які необхідно виконати по даному автомобілю. У блоці пам'яті можуть міститися зведення про попередній контроль даного автомобіля, що дозволяє прослідкувати

динаміку зміни діагностичних параметрів і дати прогноз напрацювань до гранично допустимого і граничного значень параметрів технічного стану.

По функціональними призначенню ЗТД розділяють на такі групи: комплексні - для діагностування машини в цілому; двигуна і його системи; органів керування, гальмових систем; системи зовнішніх світлових приладів; трансмісії; ходової частини й підвіски; електроустаткування; гідравлічних систем; робочого й спеціального оснащення.

За ступенем охвату машин діагностуванням і видом застосовуваних систем діагностування ЗТД розділяють: на ті, що входять у загальні системи діагностування машин у цілому; які входять у локальні системи діагностування окремих складальних одиниць або складових частин машин; засобу діагностування, які застосовуються окремо.

За ступенем автоматизації процесу керування ЗТД розділяють на автоматичні, напівавтоматичні, з ручним або ножним керуванням, комбіновані.

За видом застосовуваних засобів розрізняють стендове й портативне діагностування. Уже перші стенди технічної діагностики були обладнані стендами з біговими барабанами або роликовими стендами, як їх тепер ще називають. ЦІ стенди імітують рух автомобіля по дорозі.

Проте в реальних умовах автомобіль переміщається по нерухомій дорозі. При цьому деякі його агрегати недоступні для контролю технічного стану в процесі роботи. На стенді, навпаки, автомобіль розміщується на місці, а дорога (барабани, які обертаються під автомобілем) переміщається. Відомі також стенди, де замість бігових барабанів застосовується нескінченна стрічка типу гусеничного тракторного руху. Такі стенди називають стрічковими.

Якщо перші стенди з біговими барабанами були універсальними (на них перевіряли тягові якості автомобіля, його економічність, технічний стан силовий передач, ходовий частини й гальм), то тепер у ВАТ АТП застосовують також спеціалізовані стенди для діагностування тягових якостей, гальм і ходової частини.

Стенди для діагностування тягових якостей дають можливість імітувати характерні швидкісні й навантажувальні режими роботи автомобілів, вимірювати при цьому потужність, витрата палива, опір трансмісії й робити відповідні регулювання. Потужність і економічні дані автомобіля - основні фактори його ефективності.

За даними досліджень, до З % автомобілів експлуатуються зі значним недовикористанням потужності й перевитратою палива. Близько 50 % втрат потужності й економічності цих автомобілів можуть бути відновлені нескладними регулюваннями у ВАТ АТП.

Крім того, на стендах тягових якостей можна визначати технічний стан агрегатів силової передачі автомобіля в процесі її роботи: зчеплення - за його пробуксовуванням: карданного вала - за його биттям; коробки передач і редуктора заднього моста - за нагріванням, рівнем шуму й вібрації та інше.

На стендах застосовують одинарні й найбільш часті спарені барабани. Одинарні барабани великого радіуса добре відтворюють умови руху автомобіля по дорозі (поздовжній радіус горизонтальної ділянки дороги рівняється нескінченності). Перевага спарених барабанів - значно більша стійкість установленого на них автомобіля в процесі випробування. Стійкість і порівняно невеликий опір гойданню колеса радіусом забезпечується вибором діаметра спареного барабана ці 5 у таких межах:

(1.2)

При цьому міжосьова відстань спарених барабанів беруть у границях

0, 6 .

Спарені барабани найбільш часте виготовляють під одне колесо, але іноді й у цілому під вісь автомобіля так, як це показано на рис. 3.3.

Щоб визначити крутний момент на колесах і потужність автомобіля, у стендах тягових якостей варто застосовувати навантажувальні гальмові пристрої, установлені на одному з барабанів під ведучими колісьми автомобіля (рис. З.З.). Застосовують такі типи навантажувальних пристроїв стендів тягових якостей: гідравлічні, механічні й інерційні.

У гідравлічних навантажувальних пристроях гальмування відбувається за рахунок роботи, що затрачається на переміщення води між статором і ротором, а також внаслідок тертя ротора об рідину. Теплота, що виділяється при цьому, приділяється за допомогою радіатора. Зміна навантаження регулюється подачею більшої або меншої кількості води в гальмовий пристрій. Гідрогальмо часто вводять усередину одного з барабанів (мал. 1.7). Роль ротора виконує біговий барабан, а роль статора-балансирно підвішений у середині його циліндр. Крутний момент, що надійшов від ротора до статора через рідину, передається потім важелем до динамометра, де й фіксується.

Механічні гальма, як і в автомобілях, бувають двох типів - колодкові й дискові. Диск, що прохолоджується, або гальмовий барабан, кріпиться на осі бігового барабана, охоплюючи їхні гальмові колодки на відповідній обоймі, балансирно з'єднані з динамометром, що фіксує реактивний момент.

В електричних навантажувальних пристроях гальмування створюється в результаті взаємодії обертового ротора, з'єднаного з віссю бігового барабана, і електромагнітного поля балансирно підвішеного статора двигуна. Змінюючи силу струму в обмотці збудження за допомогою реостата, на барабанах створюють різні гальмові моменти.

Як електрогальмові пристрої застосовують асинхронні двигуни змінного струму з коротко замкнутим ротором або електродвигуном постійного струму. Як правило, на стендах вони працюють у двох режимах: рушійний і генераторному. У рушійному режимі, при нейтральному положенні важеля коробки передач, за витратами електроенергії на прокручування силової передачі визначається опір силової передачі автомобіля, її КПД. У генераторному режимі визначаються тягові якості автомобіля.

Рис. 1.10 Типи бігових барабанів:

1 - колесо автомобіля; 2 - одинарний барабан; З - спарені барабани; 4 - барабани під колесо; 5 - барабани під вісь; 6 - гальмовий пристрій; 7 - датчик виміру крутного моменту

Електрогальма постійного струму порівняно з електрогальмами змінного струму дають можливість випробовувати автомобіль у більше широкому діапазоні швидкостей і навантажень, а також мають інші високі експлуатаційні властивості. Однак широкому застосуванню їх перешкоджають більша вартість стенда, потреба мати установку для випрямлення струму.

Рис. 1.11 Схема гідравлічного гальма:

1 - ротор гальма (біговий барабан спеціальної конструкції); 2 - статор;

3 - балансир; 4 - вимірник крутного моменту

Уже є тягові стенди з електродинамічними (індукторними) гальмами з використанням ефекту вихрових струмів. Такі гальмові пристрої мають найбільші діапазони швидкостей і навантажень, краще пристосовані до

автоматизації постових випробувань, мають невеликі габаритні розміри, невисоку вартість, прості в експлуатації" й економічні.

На інерційних стендах замість гальмових пристроїв до бігових барабанів приєднують маховики. Якщо на стендах з гальмовими пристроями діагностування автомобілів здійснюється в постійному режимі, то на інерційних стендах - у розгінному. Потужність на ведучих колесах автомобіля при цьому визначається по інтенсивності розгону й за втратою в силовій передачі на «пробіг», тобто за кількістю обертів бігових барабанів після відключення двигуна, що працював з певною частотою обігу колінчатого вала, до повної зупинки коліс автомобіля.

Контрольні запитання

1. Які є методи діагностування?

2. Об’єктивні і суб’єктивні методи діагностування.

3. Засоби діагностування і їх класифікації.

4. Зовнішні і вмонтовані засоби діагностування.
РОЗДІЛ 2. ОСНОВИ ДІАГНОСТУВАННЯ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ ДВИГУНІВ АВТОМОБІЛІВ